铝合金水冷缸头低压铸造缺陷分析及优化

铝合金水冷缸头低压铸造缺陷分析及优

化

摘要：水冷缸头是一种常用的散热装备，冷却水通过杠头来降低温度，具有

良好的散热效果，可以保障发动机在温度适宜的环境中运行，使发动机使用更加

安全，也可以强化动力性能。在水冷缸头铸造方面，可以采用铝合金材料。通常，铝合金水冷缸头低压铸造可能出现漏气、气孔等缺陷问题，本文对这些缺陷问题

进行分析，并且提出了对应的优化对策。

关键词：铝合金；水冷缸头；低压铸造

在制造工业中，低压铸造是一种比较常见的工艺手段，在密封环境中，压缩空气使压力降低，金属液随之上升到铸型中，等到凝固铸造即可完成。

在有色金属零件中，该工艺的应用较为广泛。铝合金水冷缸头就采用这种铸造工艺，在实际铸造的过程中，要严格控制气道表面，保障水冷缸头复杂的铸造结构

可以符合标准。影响铸造质量的因素有很多，包括燃烧室条件等等。如果没有控

制各项影响因素，可能出现变形、缩孔等缺陷问题，严重影响水冷缸头质量，同

时也会增加生产成本。所以，要采取有效的缺陷优化对策，生产更多品质优良的

水冷缸头。

一、缸头铸件结构

在汽车发动机中，缸头是重要的组成结构之一，也是发动机稳定运

行的关键构件。缸头结构比较复杂，以凸轮轴结构为主，该结构和活塞、缸体构

成了燃烧室。铸件结构主要包括燃烧室、气门室、气道三个部分。如果燃烧室中

的油气爆炸，则温度可以上升到1100℃，爆燃产生高温会冲击内壁，使压力峰值

提升，最高可以达到7MPa。在分析铸造缺陷前，要明确铸件的结构构成，掌握铸

件的生产工艺[1]。本文所述水冷缸头采用天然气熔化炉熔炼工艺铸造生产，运用

先进的砂芯制造工艺，即热芯盒覆膜砂工艺，铝合金金属配比具有较高的精准性，

通过铸造精准除渣，可以满足使用需求。在实际生产中，对工艺技术有较高的要求，要确保精准度和生产质量，严格控制各类缺陷问题。

二、铝合金水冷缸头低压铸造缺陷分析

（一）漏气

在水冷缸头低压铸造的过程中，经常会出现漏气缺陷。为保障铸造

质量，必须要严格控制产品生产技术，生产结束后应该进行密封实验，精准检测

铸件密封性。在实验过程中，设置压力等级为DK2，根据Q/LK J16-2006设置允

许泄漏值。采取密封实验，可以检测水冷缸头是否完整密封，通过实验及时发现

漏气缺陷。可以在水道环境中展开实验测试，如果泄漏值超过标准值范围，则说

明铸件存在泄漏问题。通常，铸件开发阶段出现泄漏缺陷的概率较高，约35%。

（二）缩松

缩松也是比较常见的一个问题，所谓缩松，就是在加工铣面的环节中，铸件某个部位出现小孔和裂隙，此类孔隙缺陷具有形状不规则的特点。通常，盖面比较容易出现缩松缺陷，轻微的缩松缺陷比较浅，形状可能接近圆形且比较小，不仔细察看很难发现，这个缺陷通常在链腔外壁出现，缺陷有明显的规律性，所以主要对该位置进行检查，可以及时发现缩松缺陷，为缺陷优化打下基础。

（三）气孔

在金属液体充型的环节中，型芯中进入气体，没有及时排放多余气体，最终导致气孔缺陷。水冷缸头铸造的过程中，气孔缺陷普遍为侵入性气孔。

相比于缩松缺陷，该缺陷更大，一般可以达到几毫米，形状也比较规则，通常为

球形或者扁球形，内壁十分光滑且整洁[2]。通常，在进出气的导管中容易出现气

孔缺陷，如果导管内部存在气孔缺陷，可以采用X射线检查缺陷。由于一些气孔

处在比较隐蔽的位置，即使采用X射线探伤技术也很难检查出来，造成铸件质量

受到影响，同时也增加了检查工作的难度。

三、铝合金水冷缸头低压铸造缺陷优化

为解决水冷缸头铸造中的漏气缺陷，需要采取有效的优化措施，在漏气实验

环节严格检查，如果发现漏气缺陷，应该及时分析产生漏气缺陷的原因，然后采

取对应的优化措施。为明确漏气位置，技术人员可以先采取湿式测漏实验，将出

现漏气缺陷的缸头作为实验对象，严密封堵各个水道的出口和进口，将压缩空气

注入，在水中倒放实验装置，观察水中气泡，确定大小和位置。经过实验，可以

明确漏气位置，然后对局部进行解剖分析，确定更加精准的缺陷位置。经过实验

可以发现，装置密闭性较差，漏气缺陷明显，位于毛坯壁比较厚的位置，同时有

潜在的缩松隐患，主要受到冷却速度的影响。

针对漏气缺陷，可以采用改进模具的方式来处理，进一步提升铸造工艺的精

密度，降低水冷缸头在铸造过程中出现缺陷的概率。技术人员应该扩大浇口，提

升补缩效果[3]。为了减小热节，可以根据实际情况将毛坯预铸孔数量增加，以此

来减少热力应力集中，降低冷却速度，避免内部受到迅速冷却的影响，可以有效

控制漏气缺陷的发生概率。不仅如此，还要关注冷却通道的散热效果，在低压铸

造的过程中，应该采取有效的通风手段，根据需求增加冷却通道，提升冷却效果，降低热力集中应力，避免漏气缺陷。

（二）缩松原因和优化措施

缩松主要出现在铣面环节，具有不规则的特点，通常发生在该面上。虽然形

状不固定，但位置比较固定，所以可以根据规律检查，确定大致位置后详细分析

缺陷原因。在冒口和冒口中间的位置出现缺陷，间距比较小。铸造的过程中，在

热量的影响下会出现热节，经过分析可知，缩松主要因为没有及时补缩导致，在

凝固的过程中，比较薄的位置先凝固，影响补缩通道形成，造成压力增加，进而

出现缩松缺陷。

针对该缺陷，可以通过改进模具的方式来降低缺陷发生概率。在比较容易出

现该缺陷的位置进行局部加工，减少余量，将原本4mm的余量调整为2mm。具体

可以根据实际需求进行调整，也可以缩减为1.5mm，通过缩减余量，可以改善热节，缩松缺陷也就随之减少。

气孔是水冷缸头铸造中始终无法根除的问题，在每个铸造环节中都可能出现

该缺陷问题，所以该缺陷的控制和优化难度较高。在开发阶段到产品使用，导管

壁都很容易出现气孔缺陷，造成该缺陷的原因有很多，主要因为充型环节中，卷

入气体或型腔、型芯中的气体没有顺畅排出，进而出现浸入性气孔。

相比于前两种缺陷，气孔缺陷的优化难度更大。也要从改进模具入手，提升

模具的排气功能，根据实际要求采取科学的设置手段和多样化的排气方式。在充

型过程中改进模具，在死角位置进行多个排气设计，也可以在砂芯、芯头位置设

计气槽，通过排气槽、排气孔将多余气体排出缸头。此外，工作人员可以强化杠

杆间隙来提升排气效果。上述措施都可以优化气孔缺陷，但一些隐蔽气孔缺陷难

以解决。可以减少发气量降低气孔缺陷的发生概率，选择砂芯原材料的过程中，

要尽可能选择发气量比较小的覆膜砂。不仅如此，还要对砂芯进行长时间烘烤，

降低浇筑环节的发气量，对浇筑参数进行适当调整，通过多种手段控制气孔缺陷。

结语：

综上所述，在铝合金水冷缸头低压铸造的过程中，容易出现气孔、

缩松和漏洞三种缺陷。为了优化缺陷，应该先分析缺陷产生的原因，然后采取对

应的优化措施。可以从模具优化入手，根据缺陷原因对各个生产环节进行调整，

降低缺陷发生概率，保障铸件质量。

参考文献：

[1]志成铸造团队. 铝合金汽缸头水道泄漏问题改善过程浅谈[C]//.2020重

庆市铸造年会论文集.,2020:161-163.

[2]余永龙.铝合金水冷缸头低压铸造缺陷分析及优化对策[J].内燃机与配

件,2020(14):106-107.

[3]王磊, 郑峰峰, 韩明,等. 铝合金低压铸造中孔洞类缺陷及预防措施浅析[J]. 铸造技术, 2021, 42(11):969-972.

铸造铝合金缺陷及分析

铸造铝合金缺陷及分析 一氧化夹渣 缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面,在铸型不通气的转角部位;断口多呈灰白色或黄色,经x光透视或在机械加工时发现,也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现 产生原因： 1．炉料不清洁,回炉料使用量过多 2.浇注系统设计不良 3．合金液中的熔渣未清除干净 4．浇注操作不当,带入夹渣 5.精炼变质处理后静置时间不够 防止方法： 1．炉料应经过吹砂,回炉料的使用量适当降低 2．改进浇注系统设计,提高其挡渣能力 3.采用适当的熔剂去渣 4．浇注时应当平稳并应注意挡渣 5．精炼后浇注前合金液应静置一定时间 二气孔气泡 缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形,具有光滑的表面,一般是发亮的氧化皮,有时呈油黄色;表面气孔、气泡可通过喷砂发现,内部气孔气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔气泡在X光底片上呈黑色 产生原因： 1．浇注合金不平稳,卷入气体 2．型芯砂中混入有机杂质如煤屑、草根马粪等 3．铸型和砂芯通气不良 4．冷铁表面有缩孔 5．浇注系统设计不良 防止方法： 1．正确掌握浇注速度,避免卷入气体; 2．型芯砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量 3．改善芯砂的排气能力 4．正确选用及处理冷铁 5．改进浇注系统设计 三缩松 缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处;在铸态时断口为灰色,浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍断口等检查方法发现
产生原因： 1．冒口补缩作用差 2．炉料含气量太多 3．内浇道附近过热 4．砂型水分过多,砂芯未烘干 5．合金晶粒粗大

低压铸造

低压铸造 目录 低压铸造法的历史 基本原理及工艺过程 1、基本原理 2、工艺过程 特点及用途 1、特点 2、优点和缺点（相对重力金属而言） 低压铸造机各构成要素 1、模具 2、保持炉 3、给汤管 气缸头中的铸造技术 1、铸造工序 2、铸造条件 3、铸件的缺陷及其对策 4、技术动向及今后的课题 其他 低压铸造法的历史 低压铸造法的雏形可以追溯到上世纪初。适用于铝合金是1917年在法国，1924年在德国提出的申请，但并没有形成大规模的工业生产。为商业的目的而开始生产是在二战以后的1945年，由英国的路易斯先生创立了阿鲁马斯库公司，开始生产雨水管道、啤酒容器等。在那以后的五十年代里，奥地利和德国开始生产气缸头。 1958年美国的泽讷拉路默它斯在小型汽车的发动机零件上（气缸头、箱体、齿轮箱）大量运用了铝合金铸件，并采用了低压铸造法。这件事对至今仍广泛采用的低压铸造法而言是不可或缺的推动，特别是在全世界的汽车工业界引起了极大的反响。低压铸造法被介绍进我国是1957年左右，但真正引起业界的注意，开始进行各种研究、引进设备是从1960年左右开始的。但是这种打破了以往常识的划时代的工艺方法，几乎没有冒口，与已经作为一种“技术”确立起来的重力金型铸造的技术相比具有完全不同的难度，因此业界的反应比较冷淡。 在这种状况下，1961年的轻型汽车用空冷气缸头的生产成为低压铸造法在我国实用化的开端。以后的发展非常迅速，在克服了多个技术难题后，利用低压铸造法所具有的材料利用率高、容易实现注汤自动化等优点，以汽车部件为中心，逐步确立了轻合金铸件的主要铸造法的牢固地位。目前在铝合金铸件的生产量中，低压铸造品已占了大约50%，并以其巨大的生产

铝合金水冷缸头低压铸造缺陷分析及优化

铝合金水冷缸头低压铸造缺陷分析及优 化 摘要：水冷缸头是一种常用的散热装备，冷却水通过杠头来降低温度，具有 良好的散热效果，可以保障发动机在温度适宜的环境中运行，使发动机使用更加 安全，也可以强化动力性能。在水冷缸头铸造方面，可以采用铝合金材料。通常，铝合金水冷缸头低压铸造可能出现漏气、气孔等缺陷问题，本文对这些缺陷问题 进行分析，并且提出了对应的优化对策。 关键词：铝合金；水冷缸头；低压铸造 在制造工业中，低压铸造是一种比较常见的工艺手段，在密封环境中，压缩空气使压力降低，金属液随之上升到铸型中，等到凝固铸造即可完成。 在有色金属零件中，该工艺的应用较为广泛。铝合金水冷缸头就采用这种铸造工艺，在实际铸造的过程中，要严格控制气道表面，保障水冷缸头复杂的铸造结构 可以符合标准。影响铸造质量的因素有很多，包括燃烧室条件等等。如果没有控 制各项影响因素，可能出现变形、缩孔等缺陷问题，严重影响水冷缸头质量，同 时也会增加生产成本。所以，要采取有效的缺陷优化对策，生产更多品质优良的 水冷缸头。 一、缸头铸件结构 在汽车发动机中，缸头是重要的组成结构之一，也是发动机稳定运 行的关键构件。缸头结构比较复杂，以凸轮轴结构为主，该结构和活塞、缸体构 成了燃烧室。铸件结构主要包括燃烧室、气门室、气道三个部分。如果燃烧室中 的油气爆炸，则温度可以上升到1100℃，爆燃产生高温会冲击内壁，使压力峰值 提升，最高可以达到7MPa。在分析铸造缺陷前，要明确铸件的结构构成，掌握铸 件的生产工艺[1]。本文所述水冷缸头采用天然气熔化炉熔炼工艺铸造生产，运用 先进的砂芯制造工艺，即热芯盒覆膜砂工艺，铝合金金属配比具有较高的精准性，

低压铸造铸件缺陷产生原因及防治方法

低压铸造铸件缺陷产生原因及防治方法 《低压铸造铸件缺陷产生原因及防治方法》 低压铸造作为一种常见的铸造工艺，在生产中广泛应用。然而，由于材料性质、设计结构、工艺参数等多方面因素的影响，低压铸造铸件在制造过程中往往会出现一些缺陷。本文将探讨低压铸造铸件缺陷产生的原因，并提出一些有效的防治方法。 在低压铸造铸件制造过程中，缺陷主要来源于以下几个方面： 1.材料问题：低压铸造铸件通常使用铝合金材料，而铝合金材料的性质不均匀，易受到气体、夹杂物等污染，这些问题都会导致铸件出现缺陷。 2.设计结构问题：铸件的设计结构不合理，如壁厚不均匀、几何尺寸设计不合理等，都会导致铸件产生缺陷。 3.工艺参数问题：低压铸造铸件的工艺参数包括浇注温度、浇注速度、保压时间等，如果参数设置不当，就会引发一系列缺陷问题，如气孔、缩孔等。 针对以上问题，我们可以采用以下方法来防治低压铸造铸件缺陷： 1.优化材料选择：选择质量好、纯净度高的铝合金材料，加强材料管理，减少杂质的混入，可以有效降低铸件出现缺陷的概率。 2.合理设计结构：在设计铸件结构时，要考虑工艺性、可塑性和可加工性等因素，尽量避免出现壁厚不均匀、几何尺寸设计不合理等问题，从而减少铸件缺陷的发生。 3.优化工艺参数：根据不同的铸件要求调整合适的浇注温度、浇注速度和保压时间等参数，确保材料能充分流动、填充整个铸件模具，并且充分排除气体，从而减少缺陷的产生。 此外，我们还可以通过增加材料处理的步骤，如脱气、去夹杂等工艺操作，来提高低压铸造铸件的质量和减少缺陷的产生。 综上所述，《低压铸造铸件缺陷产生原因及防治方法》中提到了材料问题、设计结构问题和工艺参数问题是导致低压铸造铸件出现缺陷的主要原因。通过优化材料选择、合理设计结构和优化工艺参数等措施，我们可以有效防治低压铸造铸件的缺陷，提高产品质量和生产效率。

低压铸造铝合金缺陷分析与热处理工艺分析

低压铸造铝合金缺陷分析与热处理工艺 分析 摘要：中国经济在工业的带动下迅速发展，成功地将“中国制造”品牌推向 了世界。在全球经济的影响下，中国要想进一步提高经济水平，就需要从提高工 业产品质量的角度出发，以优质产品拓展营销渠道，实现全方位发展。本文主要 分析了铸造铝合金的质量危害，根据实际情况提出了相应的预防措施，探讨了保 温时间、时效、工艺等各种因素对铸造铝合金产品的一系列影响，并规定了准确 的热处理工艺参数。 关键词：低压铸造；铝合金；缺陷分析；热处理 铝合金是现代工业中的一种重要材料，具有重量轻、成型性好等特点。在各 种现代技术的指导下完成理论研究后，他们开始在工业生产上投入巨资。工业产 品的制造材料也发生了重大变化，有色金属材料成为工业生产中关注的焦点。铝 合金具有很强的机械强度，密度仅为钢的三分之一，导电性极佳，耐腐蚀性极佳。因此，它们被广泛应用于航空航天、采矿、冶金等领域。为了进一步提高应用效果，有必要对其质量缺陷进行深入研究，并提出改进措施。 1铸造铝合金的缺陷分析 1.1铸件裂纹 铸件的形状具有复杂的特征。在凝固过程中，每个位置的冷却速率不同，形 成巨大的内应力，在应力远远超过合金材料的抗拉强度后，逐渐抵抗开裂。裂纹 表现为两个方面：热裂和冷裂。前者为晶间裂纹，裂纹呈氧化黑色，形状不规则。冷裂纹沿着区域开裂，断裂表面没有氧化，呈银色光泽。有效消除裂纹最合理的 工艺措施是确保合金的杂质含量符合标准，避免熔体过热。在炉子里呆的时间不 应该太长。应合理控制铸造温度和铸造速度，以保持液态金属流动和冷却的均匀性，从而避免杂质的插入。

1.2花边状组织 边界晶粒呈现出了波浪状花边形状态，类似于铸造边晶，呈现出了羽毛状， 显微组织相互平行，产生原因是因为化学成分调整不合理，熔体太热，停留时间 非常长，铸造度升高，结晶体非常爱变质。细化剂自身的作用却是要想将花边状 组织有效消除，就需要严格控制合金化学成分、杂质含量，不可以超出标准合理 的设计结晶装置，精准控制容量、铸造温度和时间，添加细化剂。 1.3光亮晶粒 在铸件发生了合金元素非常低的贫乏固熔液的情况下，晶粒粗大，呈现出了 树枝状态网络组织，硬度比正常组织沿低，产生原因是因为铸造期间漏斗温度非 常低，底部逐渐形成了低成分固溶液一次晶的结构，依照原成分不断长大，在重 量达到一定程度以后，形成了光亮晶粒，降低了合金强韧度。具体的均匀涂抹物 料浇注之前提前预热，漏斗沉入金属液不可以过深，严格控制铸造的温度均匀平稳。 1.4浇不足 由于浇注温度特别低，铸件凝固速度非常快，不符合标准要求，存在着凝固 成型的现象，形成了浇不足的情况，形成了铸件产品不完善的情况。由于浇注系 统通道比较狭窄，铝液流量小，形成了瓶颈，在浇注流量小于铝液填充速度的情 况下，变形成了问题，成为废品。预防措施是对相关的系统加以设计和改进，增 加铝液的容量预热模具的过程中，避免铝液冷速过快，使涂料保持均匀性，不可 以太薄，保障模具的排气通畅。 1.5缩松 铝合金液温度和浇注温度处于偏高的状态，冷却速度十分缓慢，收缩程度大，导致晶粒粗大，力学性能下降，形成了废品，预防措施是改进工艺，制定规范性 的操作流程，合理控制合金加热温度和浇注温度，涂料不可以太薄，尽量确保铸 件设计的对称性，厚薄悬殊不可以太大。 1.6 氧化夹渣和气孔

铝合金铸造常见缺陷与对策

铝铸件常见缺陷及整改办法 铝铸件常见缺陷及整改办法 1、欠铸（浇不足、轮廓不清、边角残缺）： 形成原因： （1）铝液流动性不强，液中含气量高，氧化皮较多。 （2）浇铸系统不良原因。内浇口截面太小。 （3）排气条件不良原因。排气不畅，涂料过多，模温过高导致型腔内气压高使气体不易排出。 防止办法： （1）提高铝液流动性，尤其是精炼和扒渣。适当提高浇温和模温。提高浇铸速度。改进铸件结构，调整厚度余量，设辅助筋通道等。 （2）增大内浇口截面积。 （3）改善排气条件，增设液流槽和排气线，深凹型腔处开设排气塞。使涂料薄而均匀，并待干燥后再合模。 2、裂纹： 特征：毛坯被破坏或断开，形成细长裂缝，呈不规则线状，有穿透和不穿透二种，在外力作用下呈发展趋势。冷、热裂的区别：冷裂缝处金属未被氧化，热裂缝处被氧化。 形成原因： （1）铸件结构欠合理，收缩受阻铸造圆角太小。 （2）顶出装置发生偏斜，受力不匀。 （3）模温过低或过高，严重拉伤而开裂。 （4）合金中有害元素超标，伸长率下降。 防止方法： （1）改进铸件结构，减小壁厚差，增大圆角和圆弧R，设置工艺筋使截面变化平缓。（2）修正模具。 （3）调整模温到工作温度，去除倒斜度和不平整现象，避免拉裂。 （4）控制好铝涂成份，成其是有害元素成份。 3、冷隔： 特征：液流对接或搭接处有痕迹，其交接边缘圆滑，在外力作用下有继续发展趋势。 形成原因： （1）液流流动性差。 （2）液流分股填充融合不良或流程太长。 （3）填充温充太低或排气不良。 （4）充型压力不足。 防止方法：

（1）适当提高铝液温度和模具温度，检查调整合金成份。 （2）使充填充分，合理布置溢流槽。 （3）提高浇铸速度，改善排气。 （4）增大充型压力。 4、凹陷： 特征：在平滑表面上出现的凹陷部分。 形成原因： （1）铸件结构不合理，在局部厚实部位产生热节。 （2）合金收缩率大。 （3）浇口截面积太小。 （4）模温太高。 防止方法： （1）改进铸件结构，壁厚尽量均匀，多用过渡性连接，厚实部位可用镶件消除热节。（2）减小合金收缩率。 （3）适当增大内浇口截面面积。 （4）降低铝液温度和模具温度，采用温控和冷却装置，改善模具热平衡条件，改善模具排气条件，使用发气量少的涂料。 5、气泡 特征：铸件表皮下，聚集气体鼓胀所形成的泡。 形成原因： （1）模具温度太高。 （2）充型速度太快，金属液流卷入气体。 （3）涂料发气量大，用量多，浇铸前未挥发完毕，气体被包在铸件表层。 （4）排气不畅。 （5）开模过早。 （6）铝液温度高。 防止方法： （1）冷却模具至工作温度。 （2）降低充型速度，避免涡流包气。 （3）选用发气量小的涂料，用量薄而均匀，彻底挥发后合模。 （4）清理和增设排气槽。 （5）修正开模时间。 （6）修正熔炼工艺。 6、气孔（气、渣孔） 特征：卷入铸件内部的气体所形成的形状规则，表面较光滑的孔洞。 形成原因：

汽车发动机铝合金前盖的压铸工艺优化

汽车发动机铝合金前盖的压铸工艺优化 摘要：应用仿真软件，以某轿车发动机铝合金前罩为实例，进行了浇铸与溢流系统的模拟计算。对仿真的结果进行了分析，并给出了压铸工艺的最佳设计；模拟了最佳浇注与固化工艺，对温度场、气压、凝固等参数的变化进行了仿真，验证该方法是否具有较好的合理性。同时，由于铸件局部温度过高，冷却时间过长，可以使用一些方法来加速局部冷却，例如，高压点冷，从而改善铸件质量。最后，对浇注系统及其它工艺设计进行了论证。 关键词：铝合金；汽车；前盖；发动机；压铸工艺 在我国汽车工业迅速发展的今天，对轻质合金的需求日益增加。铝合金，因其具有较低的致密、较低的热膨胀率和较好的摩擦力，广泛用于汽车发动机盖、变速箱壳体等铸件。我国汽车铝合金铸件主要采用，Si含量为，属亚共晶型或共晶型，机械性能良好。采用软件，对某汽车发动机铝合金前盖的充型、凝固过程进行了研究。并对其进行了仿真计算，并给出了相应的优化设计，为同类产品的制造提供了借鉴。 一、铝液的处理 为了改善铸件的机械性能，降低铸件的各类缺陷，对铝合金的熔融处理是十分重要的一环。 1.铝合金熔体的提纯和纯化 由于对铝溶液的品质提出了更高的要求，所以，从精制原理上将其分成两大类：吸附提纯与不吸附提纯。浮游法是最常用的精制方法，80年代后期，公司根据气泡浮游的原理，开发出一种，将惰性气体从铝液的底部吸入，使之分散为均匀的微小气泡，从而大大增加了与铝液的接触面积和时间。同时，由于气泡表面吸附的杂质也会随之上升，从而实现脱氢除渣。

目前，该工艺主要是利用氮气进行脱气，在的条件下，吹管的转速在，在内进行。 2.铝合金熔体的变质和细化处理 改进合金的铸态结构最好的办法是变质合金，常规的变质剂主要为钠 变质和锶变质，变质更适于大规模、连续的生产。普遍认为，的质量分数应该在之间，；铝锭中最好不要有Sr，由于铝锭中含，在中转 铝时易被卷入氧化夹杂物；加Sr的添加时间为，后发生变质。加入Sr可以消除宏观收缩，从而形成显微缩孔。 3.铝液的过滤 国外很多铸件企业对铝液的过滤都很重视，通常铝液经过除渣后会在中间包 的出口处加一层滤网。 目前国外主要采用的是过滤板，它不但可以滤掉铝液中的各种杂质，同时也 可以降低湍流，因而在各个铸造企业中得到了广泛的应用。 部分是从熔化区到保温区，从保温区到取料区，每个隔离区都设有一个滤板，滤板的直径通常为8~16米，滤板材料通常是碳化硅。 GM公司的铸造车间还采用了二次过滤技术，在吹风后，先用一层过滤板，然 后将过滤盒置于浇注区的绝热炉中，过滤板的使用寿命通常为3个月。过滤板， 过滤盒材料也是碳化硅，由公司生产。 另外，可以用法等多种方法来测定铝溶液中的氧化夹渣。在铝液融化后 进行过滤，在过滤之前和之后进行称量，以测定杂质的含量。 4.铝合金熔体密度的控制 铝溶液中气体含量测定的两种方法：（1）采用先进的测氢计；%减压试验。可以在炉前对铝溶液进行快速定量检测；RPT与密度方法相似，但其缺 陷在于，不能准确地判断出气体的数量。

铝合金压铸件缺陷的产生与控制分析

铝合金压铸件缺陷的产生与控制分析 摘要：铝合金是制造输电和变电站的导电件、传动件和结构件的重要材料。 在高压电器装置中，内部导体铸件必须具有良好的整体机械性能，以及至少 23.78ms/m的导电率，因此铸件必须具有良好的内部和外部质量。导体铸件经常 被用作承重结构件，铸件的壁厚变化很大，可能会出现热节，导致在铸造过程中 出现缩松的问题，造成很高的经济损失。 关键词：铝合金；缺陷；对策；压铸技术新发展 引言：压铸是在最新的金属加工技术中发展起来的一种速度更快、效率更高、切割更少的金属成型精密铸造方法，在国民经济各行各业中广泛使用。在压铸生 产中，铝合金在使用性能和工艺性能方面比较优越，因此，铝合金压铸发展很快，用量远远高于其他有色金属合金，在压铸生产中具有极为重要的地位。但铝合金 压铸成型在生产中也会出现很多缺陷，这些缺陷严重影响了铸件的使用性能。 1铝合金压铸件常见的缺陷介绍 1.1气孔问题 在铝合金压铸件的生产中，最典型的缺陷之一是气孔问题，它主要是以气孔 和气泡等形式出现。气孔指的是铝合金铸件中存在的光滑孔洞，一般气孔是在零 件的中心位置或合金比较集中的地方，主要是由于通风不良或裹气造成的。气泡 指的是铸件皮下由于气体的聚集而鼓起的泡。 1.2表面裂痕 表面裂纹是指在铸造过程中由于操作不当而造成的流痕、印记和拉伤等痕迹。流痕主要是指铸件光滑表面下出现的凹陷条纹，流痕的方向通常和金属液流动的 方向一致。印记是指金属液在生产中的划痕、镶块或拼接缝隙等，部分高于平滑 的表面，或者是在光滑铸件表面出现的机械损伤等。拉伤指的是铝合金铸件在脱 模的时候产生的拉伸痕迹、拖痕或粘膜的伤痕。

汽车发动机缸体模具设计及低压铸造工艺

汽车发动机缸体模具设计及低压铸造工艺 摘要：目前，对于汽车铝合金发动机缸体采用压力铸造的方法较为广泛。因此，压铸造工艺在汽车发动机缸体铸造中的应用过程，通过缸体模型合理的设计，调 整与优化相关工艺参数，可以达到提高合格率的目的。 关键词：汽车发动机；模具设计；低压铸造工艺 引言 下缸体是汽车发动机上的重要零件,其上部与气缸体、下部与油底壳相连；气 缸体与下缸体之间安装有曲轴。下缸体在发动机工作过程中的特点是：处于高温 状态下工作,承受较大的热冲击作用和承受较大的力,工作条件较为恶劣。下缸体 对气密性要求较高。另外,此铸件在缸体的螺栓孔处及水泵孔凸台处较为厚大,极 易产生铸造缺陷。选择低压铸造工艺方法,采用合理的工艺参数、模具结构及局部 快冷生产此铸件,不仅能解决铸件上厚大部位铸造缺陷的问题,同时也能满足此铸 件组织致密性的要求。 1汽车发动机缸体结构 本次研究以GM-L850发动机下缸体为例，铸件重为10.3 kg，轮廓尺寸为471 mm,371 mm和91mm，壁厚平均为4.0 mm。材质是铝合金，这种材料具有力学 性能好以及铸造工艺性能好的特点，因此，在汽车发动机铸造中应用比较广泛。 为了满足具体的工艺条件，在结构设计中进行的主要措施有两个：①在曲轴孔半圆处对工艺余量增加，以能够在下部形成一个厚大部位；②为了能够对模具结构简化，可以不铸出产品机械加工斜孔。发动机铸件结构如图1。 2发动机缸体铸造模具设计 铸造模具设计中所采用的是UG软件CAD模块，依照具体的工艺和产品毛坯三维模型， 实施分型拆模，从而得到模具型芯、型腔、滑块以及镶块等，之后将这些模具分型与标准或 者是非标准零件结合实施装配，经过一系列干涉检查、成型分析等流程之后，也就能够获取 模具。在进行模具三维设计中，重点是要表而形成分模成型特征，其他特征则较易实现。汽 车发动机缸体模具工作流程如图2. 3模具设计 3.1模具结构形式 为了顺利开模，模具分型要采用多分型面，模具有6个方向开模，分别是：底模、顶模、右模、左模、前模及后模（具体模具结构见图3）。 顶模 2.左模 3.后模 4.前模 5.右模 6.底模 3.2模具型腔尺寸 计算模具的型腔和型芯尺寸时，首先根据铸件的基本尺寸加上其平均公差得出铸件的平 均尺寸，然后考虑合金的线收缩和涂料层厚度。由于模具在较高温度下工作，还应该考虑其 热膨胀量。 3.3模具壁厚的确定 到目前为止，尚无确定最适宜壁厚的可靠而简单的计算方法，一般是根据经验来确定。 下缸体铸件的模具综合考虑了各种因素来确定其壁厚，一般最小处的壁厚不得小于30mm。 3.４模具冷却系统设计 正常生产过程中传入模具的热量和从模具中传出的热量应达到平衡。 这就要求在模具上设置水冷系统，以及时将传入模具的热量传出。通过调整通入模具冷 却水的时间及流量来控制模具各部位的温度。对于铸件上远离浇道的水泵孔凸台处的厚大部

铝合金压铸工艺流程及压铸模具优化分析

铝合金压铸工艺流程及压铸模具优化分 析 摘要：模具工业的发展水平高低代表着一个国家工业水平及产品开发能力强弱。在有色金属铸造中，压力铸造是一种极为重要的生产方法。其优点是质量好、生产效率高，经济效益优良，并已广泛应用于国民经济的各行各业。生产的产品 充斥着人们的日常生活，成为不可替代的一项产业。本文通过分析铝合金压铸工 艺的过程详解，从而针对在流程中容易出现问题的方面进行分析，进而为铸件的 优化和模具的优化提供建议，从而促进压铸工艺的进一步提升，和促进模具行业 的发展。 关键词：铝合金；压铸工艺；压铸模具；优化 在压铸生产过程中，常常会遇到很多质量问题，使得压铸件存在或多或少的 缺陷，其原因也是多方面的。它与压铸件自身的设计、压铸设备的使用（特别是 压射力和压射速度）、工艺参数的选用、模具结构（特别是浇注系统和排溢系统）的合理程度、合金熔炼的质量以及压铸机操作等多种因素有关。 1压铸工艺流程 铝合金压铸工艺的流程包括以下内容：具体可见图1，①调试好压铸机，确 认该设备并无故障并保证压铸机的良好状态；②将零部件的压铸模安装完毕；③ 将已经调配好的涂料放在一边做好准备，之后将模具进行预热并进行涂料工作； ④调整好脱模剂的使用并确认好位置；本阶段准备工作依然完毕。⑤进行铝合金 零部件制作（过程为：浇注压射、保压等步骤；⑥一系列工艺后，开模后检查该 铝合金零部件的外观是否存在问题，同时，这也是第一次对生产的加工成品进行 检查；⑦对半成品进行进一步的打磨和去除毛刺等工序。以上是生产工艺，在以 上步骤完成后，为下一步的检查并打包销售。另外，压铸工艺分为两种：①冷室

压铸；②热室压铸。这两种方法的选择和加工零部件的种类及厂内设备存在一定关系，不再赘述。 图1铝合金压铸生产工艺流程图 2压铸模具失效因素分析 2.1模具制造材料的自身缺陷 模具的制造过程存在问题可能跟模具的组成材料有关。首先，模具自身的生产材料、采用的工艺、日常的养护以及使用对于压铸模具的使用期限具有重要的影响。模具出现的裂纹问题和模具的制造材料具有直接的关系。若模具的制造材料基本没有杂质并且在生产过程中保持了无尘的环境，则可以一定程度上保证模具的良好使用。另外，若杂质的尺寸和含量非常大并且超过规定的数值后，则会容易导致模具裂纹的产生，特别是在压铸模具长期使用下，更容易因为冷热交替而导致裂缝的生成。严重的情况会导致模具断裂发生，所以，就模具的使用原料方面考虑，应该减少制作模具中的各种杂质并在制造的原材料中加入抗骤冷骤热而导致模具出现问题的其他材料，从而保证模具的良好使用。

三种铸造模拟软件对大型薄壁复杂铝合金舱体件低压铸造模拟对比分析

三种铸造模拟软件对大型薄壁复杂铝合金舱体件低压铸 造模拟对比分析 近年来，随着工业技术的不断发展和进步，大型薄壁复杂铝合金舱体件在航空航天、汽车制造等领域中得到了广泛应用。在生产过程中，低压铸造是一种常用的方式。为了提高铸件的质量以及生产的效率，铸造模拟软件的应用变得越来越重要。本文将比较分析三种铸造模拟软件在大型薄壁复杂铝合金舱体件低压铸造模拟中的优缺点。 首先，我们介绍一下三种铸造模拟软件。第一种是ProCAST软件，它是由法国ESI集团研发的一款CAD/CAM软件。第二种是MAGMAsoft软件，它由德国MAGMA公司开发，具有高效准确的铸造仿真能力。第三种是FLUENT软件，它是ANSYS 公司的产品，主要用于流体动力学和热传导模拟。 对于大型薄壁复杂铝合金舱体件低压铸造模拟而言，首先需要考虑的是模型的建立和几何形状的准确度。经过对比发现，ProCAST软件在模型的建立和几何形状的准确度方面表现出色。其次，我们需要考虑材料性能和铸造过程的参数。MAGMAsoft 软件在材料性能和铸造参数方面提供了丰富的选项和准确的模拟分析。最后，我们需要考虑流体动力学和热传导等方面的模拟能力。FLUENT软件在这方面表现出强大的功能和精确的计算。 在比较分析的过程中，我们选择了一个大型薄壁复杂铝合金舱体件的实际案例，将三种铸造模拟软件应用于该案例中进行仿真。从仿真结果来看，三种软件在模拟效果上都具有一定的优势和准确性。然而，每种软件在不同方面存在一些差异。 首先，ProCAST软件在模型建立和几何形状准确度方面表

现出色。其具有精细的网格划分和准确的几何形状还原，能够很好地模拟出铝合金舱体件的形状和微观结构。其次，MAGMAsoft软件在材料性能和铸造参数方面具有丰富的选项和 准确的模拟分析能力，能够很好地预测铸造过程中的缺陷和变形。 然而，FLUENT软件在流体动力学和热传导模拟方面具有 明显优势。它能够精确地计算出流体在铸型中的流动情况和热传导过程，能够提供更加准确的温度和压力分布。这对于大型薄壁复杂铝合金舱体件的低压铸造来说非常重要，可以避免缺陷和变形的发生。 综上所述，三种铸造模拟软件各有优劣。根据不同的需求和目标，可以选择合适的软件进行模拟。ProCAST软件适合于 对模型的几何形状和微观结构有较高要求的情况；MAGMAsoft 软件适合于需要考虑材料性能和铸造参数的模拟分析；FLUENT 软件适合于需要精确计算流体动力学和热传导等方面的模拟。通过合理选择和使用这些软件，可以提高铸造质量和生产效率，推动大型薄壁复杂铝合金舱体件低压铸造技术的发展 综合来看，ProCAST、MAGMAsoft和FLUENT这三种铸造模 拟软件在不同方面都有各自的优劣势。ProCAST在模型建立和 几何形状准确度方面表现出色，适合对模型的几何形状和微观结构有较高要求的情况。MAGMAsoft在材料性能和铸造参数方 面具有丰富的选项和准确的模拟分析能力，能够预测铸造过程中的缺陷和变形。FLUENT在流体动力学和热传导模拟方面具 有明显优势，能够提供更准确的温度和压力分布。根据具体需求和目标，可以选择合适的软件进行模拟。通过合理选择和使

铝合金电机壳低压砂型铸造工艺设计

铝合金电机壳低压砂型铸造工艺设计 摘要：近年来，在节能减排和环保的需求下，汽车制造企业的研发重点正在由传统燃料汽车向新能源汽车转移。铝合金电机壳作为新能源汽车的动力总成核心铸件，结构比较复杂，铸造难度大。水冷电机壳体的侧壁环绕冷却水套的密封性是产品的重要技术要求，也是产品最大的铸造。同时，电机壳体上、下端面以及侧壁的缩松也是工艺开发中需要避免的铸造缺陷。随着计算机技术在铸造领域的迅速发展，通过铸造过程模拟仿真分析模拟可以预测铸造缺陷，评估工艺可行性。 关键词：铝合金电机壳；低压砂型铸造；工艺设计； 前言：由于大型薄壁壳体类铸件壁的空间分布无明显规律，有必要在低压铸造设备完备的前提下针对树脂砂或石墨型低压铸造方法进行工艺试验研究，从而铸造成组织致密、尺寸精确的优质铸件这类铸件在核电装备中亦具有重要地位。 一、对象 目前，型号弹上产品的壳体类铸件可以分为两大类：①四面体结构；②五面体结构。四面体壳体铸件长一般为260～280 mm，宽140～150 mm，高120～150 mm，最小壁厚3 mm，最大壁厚10 mm。在每个侧面的两端都有突出的台肩；要求铸件满足规定的各项技术要求；其材质选用ZL 104或ZL 114A，铸件毛坯重约20 kg；要求铸件不能有裂纹、气孔、缩松、夹杂等铸造缺陷；铸件针孔度要求为三级，局部允许四级。以往所采用的砂型重力铸造方法不能满足技术要求。 二、铝合金电机壳低压砂型铸造工艺设计 1.铸件的浇注位置。铸件的浇注位置是指浇注时铸件在铸型中的位置。浇注位置是根据零件的结构特点、尺寸、重量、技术要求、铸造合金特性、铸造方法以及生产车间的条件决定的。正确的浇注位置应能保证获得健全的铸件，并使造型、造芯和清理方便。铸件的加工面、主要工作面应尽量放在底部或侧面，以防

汽车发动机缸体用ADC12铝合金铸造成分优化

汽车发动机缸体用ADC12铝合金铸造成 分优化 摘要：随着汽车工业的蓬勃发展，汽车产业在现代先进科技的支持下朝着轻 量化而高速、低排放的方向前进，越来越多汽车使用高性能铝合金替代传统的钢 铁材料，尤其是在制造汽车发动机的缸体和缸盖等零部件方面。铸造铝硅合金具 备优良的力学性能和成型性能，是铝合金材料使用中相对广泛的一种体系。普通 合金力学性能低，提高硅合金的力学性能成为当前需要解决的问题。本文围绕ADC12铝合金出发，分析该合金铸造的成分优化途径的实现。 关键词：汽车；ADC12；成分；铸造；优化 使用铸造铝合金材料制备汽车发动机不仅仅能够提高汽车发动机性能，也可 以减轻汽车发动机的重量，与灰铸铁工艺相比，铸造铝合金材料具备更优良的导 热性能，使用该材料制备的发动机能够更好散热，避免汽车发动机在工作过程中 出现局部高温现象。目前国内外汽车制造多采用共晶与亚共晶铸造硅合金材料来 制备发动机缸体，通过一系列的强化处理之后，合金的强度与加工性能明确改善。ADC12铸造铝合金材料有热膨胀系数小和优良的耐腐蚀性能，目前被广泛运用在 制作汽车发动机缸体、缸盖、动力工具等零部件中，前景广阔。 1.汽车发动机缸体材料的发展运用现状 汽车发动机缸体是组成发动机的重要零部件，约占整车总质量的18%，整体 结构复杂，壁厚分布不均匀，薄处仅为3~5mm，发动机的工作环境恶劣，在高温 与高压状态下工作，最相对运动，刚提零件内部会产生很大的机械应力和热应力，同时要承受多处剧烈的磨损，所以在生产与设计上，汽缸体材料的选择十分关键。目前汽缸体生产材料主要有几种： ①灰铸铁气缸体，这种材料有很好的机械性能与铸造性能、减震性能与耐磨 性能，因此成为汽缸体的首选材料。目前灰铸铁缸体铸件材料有 HT200、 HT250、

铝合金压铸零件的质量缺陷及改善措施

铝合金压铸零件的质量缺陷及改善措施 摘要：铸造铝合金是一种传统的金属材料，因其密度低、比强度高而广泛应用 于航空、航天、汽车、机械等行业。随着现代工业和铸造新技术的发展，对铸造 铝合金零件的要求和质量越来越高。压铸是现代金属加工技术中一种先进的少切 削的特种铸造方法。探讨了铝合金压铸件的质量缺陷及改进措施。 关键词：铝合金压铸零件；质量缺陷；改善措施 引言 压力铸造作为一种特殊的成形技术，已广泛应用于许多行业和领域，特别是 汽车、摩托车、内燃机、电子、仪器和航天等行业。 一、铝合金压铸技术概述 铝是地壳中分布最广、储量最大的金属元素。纯铝为银白色，熔点低，导电 性和导热性好，耐腐蚀。铝合金密度低，比重小，比强度高，导热性好，耐腐蚀 性好，价格低廉，易成型，适用于加工各种型材，工业用途仅次于钢材，是压铸 行业中使用最多的有色金属结构材料。铝合金具有熔点高、重量轻的特点，高熔 点意味着它可以作为耐高温材料，广泛应用于各行各业，如发动机，等。使用重 量轻的优势可以应用在太空设备，中国已经建立了一个良好的登月车，绝大多数 是由高强度铝合金引起，有很多这样的例子，也正因为如此，铝合金已成为汽车、航空航天等行业金属材料不可替代。 二、铝合金压铸零件的质量缺陷及改善措施 2.1气孔 气孔是指在压铸件内部或表面出现的孔洞和大小不等的孔洞，表面光滑，多 为圆形。气孔的形成会导致压铸件硬度不足，影响表面形貌。 2.1.1压铸箱螺栓孔周围出现气孔现象。压铸铝合金箱体上有许多螺栓孔、油 孔和各种安装孔，直接影响发动机的装配质量和使用性能。 2.1.2产生原因。铝合金箱体压铸件由于充液腔速度快，模具腔内气体不易排出，容易滞留在铝液中。铝液冷却凝固后，残余气体在铸件中形成小气泡，即气孔。 在铝合金压铸过程中，液态铝铸件的温度一般在660℃左右，但在铝液的温 度包含大量的气体(主要是氢气)，铝合金中氢的溶解度与温度密切相关，温度的 气体含量0.69cm3/100克瓦斯含量大约是19到20倍正常，所以铝合金凝固后， 气体的大量析出会导致铝合金铸件的气孔。此外，由于空气的夹带过程，由气孔 引起的释放剂也可占相当比例。 2.1.3改善措施。模具排气通道设计中存在一些结构问题或排气口不光滑。浇 注系统设计还需要知道截面是否逐渐减小。为保证铝合金冶炼过程的精炼质量采 取了有效措施。选择合适的精炼剂后，在反应过程中连续均匀地产生气泡，使铝 液中的杂质通过物理吸附有效地接触并带到表面。调整工艺，适当降低速度;确认释放剂喷洒过度。真空压铸可以考虑以上原因。 此外，螺栓孔周围的孔隙度与加工过程小于1/3的螺纹长度，它不是线程地区，转矩没有影响，不会影响其服务性能，所以孔隙度在这个地方的问题不能解决。 2.2夹杂 2.2.1铁、锰、铬的作用。在铝合金冶炼过程中，炉缸中经常沉积有由重元素 组成的固体化合物。主要由铝、硅和大量的铁、锰、铬等化合物在一定的温度下，

铸造合金的晶体缺陷与断裂韧性分析与优化设计

铸造合金的晶体缺陷与断裂韧性分析与优化 设计 铸造合金是一种重要的材料，在工业生产中有着广泛的应用。然而，由于内部晶体缺陷的存在，铸造合金的断裂韧性常常受到限制。因此，对铸造合金的晶体缺陷与断裂韧性进行分析与优化设计，具有重要的 理论价值和实际应用意义。 一、晶体缺陷的类型与成因 铸造合金的晶体缺陷主要包括夹杂物、孔洞和晶界异常等。夹杂物 在合金中的存在形式多种多样，可以是固态夹杂、液态夹杂以及气体 夹杂等。孔洞则是由于液态金属在凝固过程中生成气体，造成局部凝 固不完全而产生的。晶界异常是由于合金的组成差异导致晶界区域的 微观结构失稳而引发的。 晶体缺陷的形成与多种因素密切相关。首先，合金原料的质量直接 影响着晶体缺陷的生成。原料中的杂质含量高、杂质分布不均匀等， 都会增加合金中晶体缺陷的数量和大小。其次，铸造过程中的温度、 压力等工艺因素也会对晶体缺陷的形成有着重要影响。此外，金属液 的凝固方式以及凝固速率也是影响晶体缺陷形成的重要因素。 二、晶体缺陷对断裂韧性的影响 晶体缺陷对铸造合金的断裂韧性具有显著的影响。首先，夹杂物和 孔洞等晶体缺陷会导致合金的局部应力集中，从而降低合金的抗拉强 度和韧性。夹杂物和孔洞还可能成为裂纹扩展的起点，加剧合金的断

裂行为。其次，晶界异常会导致晶界区域的强度降低，从而导致合金 易于发生断裂。 三、晶体缺陷与断裂韧性的优化设计 为了提高铸造合金的断裂韧性，可以从优化晶体缺陷的角度进行设计。首先，对于夹杂物和孔洞等晶体缺陷，可以通过熔炼原料的纯净 化和过滤等工艺手段进行控制。合理的热处理工艺也可以降低夹杂物 和孔洞的数量。其次，晶界异常可以通过优化合金的成分和热处理工 艺来减少。合理的合金成分可以提高晶界的稳定性，减少晶界异常的 发生。 另外，还可以通过控制铸造过程中的温度和压力来减少晶体缺陷的 形成。合适的温度和压力条件可以促进合金的充填和凝固过程，避免 局部凝固不完全和气体堆积现象的发生。 最后，还可以借助先进的材料检测和分析技术来评估铸造合金的晶 体缺陷与断裂韧性。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜等设备， 可以对合金的微观结构进行观察和分析，准确评估晶体缺陷对断裂韧 性的影响。 综上所述，铸造合金的晶体缺陷与断裂韧性之间存在着密切的联系。合理的晶体缺陷分析与优化设计可以提高铸造合金的断裂韧性，为材 料的应用提供更多可能性。因此，在铸造合金的研究与应用中，需要 加强对晶体缺陷与断裂韧性之间关系的深入探究，为合金的开发和设 计提供科学依据和技术支持。

乘用车发动机铝合金缸盖的低压铸造技术

乘用车发动机铝強遜的低压铸造技术 基于成本和力学性能方面综合考虑,扩大铝合金的应用是目前乘用车轻量化，降低油耗的主要手段，如发动机缸盖现已全实现铝合金化制造。尽管铝合金缸盖的生产方法有多种,但主流的制造工艺则是金属型和低压铸造，其中欧洲和中国以金属型为主，而日本、美国则更多采用低压铸造。 相对于重力金属型铸造，氐压铸造由于是在压力下充型和结晶凝固,因而具有成形质量好、工艺出品率高等优点，但对于形状复杂、性能要求高的缸盖铸件，则存在看工艺复杂,控制要求高等技术难关。因此本文看重介绍了铝合金缸盖的低压铸造技术及其参数控制要点，以期充分发挥低压铸造工艺的技术优势,生产高质量的缸盖铸件。 2缸盖的低压铸造工艺要点 2.1浇注系统实例 缸盖的低压铸造工艺方案一般为一根升液管,多个浇口即多权分流的形式。如4缸缸盖, 具有代表性的两种浇注系统即在燃烧室侧是设置2个或4个浇口。图2为2个浇口的工艺示意图,该方案适合于一模一件或一模两件。

2.2離材料及熔化 铝合金缸盖的材料—般选择AI-Si-Cu系合金如ZL105和107。如果对延伸率和耐腐蚀性有要求,也可以使用ZL101和ZL104.为获得高质量的金属液,标准操作应使用Ar 气旋转吹气精炼并加入Sr变质及AJ-Ti-B细化晶粒。 2.3浇注工艺 2.3.1维护 模具的定期清理和保养对于稳定生产高质量的缸盖铸件和延长模具的使用寿命是相当重要的。一般应在每生产500-700件后即进行模具维护,其主要内容是将模具拆开, 用软刷清理型腔表面涂料及清除渗入到顶杆间隙、排气孔中的铝屑、涂料颗粒等，确保铸件外形质量、顶出顺利和排气顺畅。 2.3.2涂料 浇注前模具预热至20(rc左右喷涂料。缸盖的形状复杂，应特别注意不同部位的涂料厚度不同。一般部位涂料厚度控制在0.1—0.2mm精度要求高如燃烧室表面应采用颗粒细小的涂料，厚度为O.OSmn.左右;而对于浇口、冒口、内浇道等需要缓慢凝固的位置可适当厚一些,—般为0.5-1 mm左右。

低压铸造指导手册

低压铸造指导手册 1、低压铸造用合金 1）铝合金铸造合金（JIS H 5202） 参照后附表格 2）不纯物的影响、机械性质 ①硅：硅可以使铝合金流动良好，并能减少缩孔改善耐压性。另外可以 改善焊接性，减小热膨胀系数，大量添加虽能提高耐磨性，但切 削性会变差。 ②铜：铜可以改善铝合金的机械性质和切削性，但是耐腐蚀性和熔汤流 动性变差，引起热间断裂。 ③铁：少量的铁可以减少铝合金的缩孔、使结晶细微化，但是机械性质 普遍降低。特别是合金中硅的含量超过5%以上时会产生三元化合 物，组织变粗变脆。 ④锰：锰对铝合金的结晶细微化和防止缩孔都有效果，但其添加量要根 据合金中铁的含量来变化，否则会产生粗大的初晶、机械性能显 著下降。 ⑤镁：镁可以改善铝合金的机械性质和切削性，但是熔汤流动性和耐压 性变差，热间断裂也显著增加。对于含硅的合金而言，随着Mg 2 Si 的析出硬化可以改善机械性质。另外含镁8%以上的合金热处理后 可以改善机械性质。 ⑥镍：镍可以改善铝合金高温中的机械性质。但是添加量超过5%以上时 铝合金容易产生缩孔。 ⑦钛：添加少量的钛可以使铝合金的结晶细微化、改善机械性质。 ⑧锌：锌和镁一起添加可以改善铝合金的机械性质，但是耐腐蚀性下降， 而且添加量过多的话容易产生缩孔。 ⑨铍：铍会先氧化，在熔汤表面生成稳定的保护皮膜，因此可以防止Al-Mg 系列合金熔解时的氧化，阻止生成沉淀物，改善机械性质和熔汤流 动性。 2、地金配合 1）添加元素的母合金 ①铝-铜母合金：铝和铜的比率是50∶50或67∶33。 ②铝-硅母合金：JIS H 2211的C3A以及铝和硅的比率是80∶20或74∶ 26。 ③铝-锰母合金：铝和锰的比率是90∶10。 ④铝-镍母合金：铝和镍的比率是90∶10或80∶20。 ⑤铝-镁或铝-镁-铍母合金：铝和铍的比率是95∶5或铝、镁和铍的比率 是90∶5∶5。 ⑥铝-钛母合金：铝和钛的比率是98∶2。 2）配合计算： a = （W A ×Χ+W B ×Y）/（W A + W B ） a：目标成分（%） W A ：熔汤重量（kg） Χ：熔汤重量的成分（%）

镁铝合金件铸造工艺优化及缺陷分析

镁铝合金件铸造工艺优化及缺陷分析 摘要：镁铝合金是当前世界需求量最多的一种商业原料，但是因为镁铝合金 的部分性能很差，所以对没了合金加工工艺优化与缺陷分析有着重要作用。文章 介绍了镁铝合金加工工艺，探讨了镁铝合金加工工艺改进方法与防腐蚀性能，经 数据分析对比得出工艺改造后的镁铝合金性能可以得到大幅度改善。 关键词：Mg-Al合金；铸造工艺；防腐蚀性 近些年，铸造工艺逐渐优化，在铸造选材方面更注重高强度、强量 化原料。镁铝合金物料质轻密小、强度高、导热效果好、流动性好和熔炼气温低 等优势，非常适用于金属加工工艺，受到各零配件行业的认可。镁铝合金化学特 性较活泼极易和氧气产生氧化反应，所以在加工工艺中要选择真空压铸法、充氧 压铸法或半固态触变压铸法等全新的铸造方式。深入探究镁铝合金加工工艺方法、确定参数以及铸造缺陷，有利于完善铸造工艺计划。 1、镁铝合金加工材料 工业领域的镁合金包含三类合金系，即Mg-Al系、Mg-Zn系与Mg-Re 系，其中，Mg-Al系是当前应用最普遍也是研发类型最多的，涉及AZ91A、B、C、D、E等AZ91系合金产品，其加工性能良好且容易生产、成本低、较好的力学性 能与防腐蚀性能使之普遍用在各种铸造配件中，在AZ91合金内添加适量的Sn成 分可以提升其耐热性；添加Si成分可以提升其蠕变能力；添加Re成分可以增加 其硬度；添加Mn成分可以提升其防腐蚀能力，Mg-Zn系的镁合金包含ZAC与 MCZZ类型、HK31、HZ32及ZH62A等类型，其中Zn成分对合金有着一定的时效强 化功能，在Mg-Zn系产品时效处理阶段，将从过饱和固溶体内析出MgZn细小颗 粒且弥散分布，所以可以明显增强Mg-Zn系产品的强度。 现如今，铸造领域的镁铝合金应用范围大，其生产性价比很高，且 极易被制造成成品，由于其化学性质稳固与耐腐蚀能力很高被用在各种铸造配件 中[1]。镁铝合金质量好，但其铸造工艺尚待进一步优化，令镁铝合金产品具备更

汽车发动机气缸盖低压铸造工艺研究

汽车发动机气缸盖低压铸造工艺研究 东安汽车动力股份有限公司铸造公司朱昱 摘要本文综合分析了采用低压铸造工艺生产汽车发动机气缸盖的独特优点，从低压铸 造设备、低压铸造模具设计、生产工艺、低压铸造生产中常见的问题及对策等多个角度，对低压铸造工艺的技术动向以及今后的研究课题提出了自己的见解。 关键词低压铸造气缸盖模具设计浇注系统排气系统缩松微量元素浇冒口 1绪论 随着汽车工业的飞速发展和现代汽车制造业轻量化、节能环保要求的不断提高，铝合金铸件在汽车发动机锻铸件中所占比重日益增大，铝合金特种成形工艺获得了较快发展，其中尤以低压铸造工艺的应用得到了迅速的普及应用与推广。与其它传统的铝合金铸造工艺相比，低压铸造工艺有着十分明显的优势。采用设计合理的带有冷却系统的模具可实现铸件的顺序凝固，铸件从底部得到浇注和补缩，因此可以不用冒口，铸件的工艺出品率高（一般在90%以上），由于在压力下充型，铸件组织致密，尺寸精度和表面光洁度很好且可以采用砂芯制造出复杂的缸体、缸盖类铸件。低压铸造工艺在资源匮乏的日本应用十分广泛，近年来随着中国汽车工业的发展和国际间技术合作与交流的增强，我国如广汽本田、东风日产、一汽丰田、重庆长安等厂家纷纷引进低压铸造工艺用于生产气缸盖铸件，产品质量良好，目前均已形成了较大规模。 低压铸造是液态金属在干燥的空气压力作用下，沿着升液管由下而上地充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于在整个铸造过程中采用的压力较低，所以称之为低压铸造。金属液是在外力作用下结晶凝固，进行补缩，它的充型过程不同于重力铸造及高压高速充型铸造（压铸），具有以下独特的优点： （1）液体金属充型比较平稳，速度易控制； （2）铸件成形性好。在压力下充型，流动性增加，有利于获得轮廓清晰的铸件； （3）铸件组织致密，综合力学性能高。对要求耐压、防漏的铸件其效果更好； （4）工艺出品率高。浇注过程中，压力卸掉后浇口中未凝固的金属液回流到保温炉里再次用于铸造。 本文中并不就一般低压铸造原理和技术进行研讨，只是根据几年来东安铸造公司采用低压铸造工艺研制生产气缸盖铸件的经验和体会，参考国外低压铸造设备和生产工 艺实践，对低压铸造工艺生产气缸盖的若干技术问题予以讨论 2低压铸造设备 低压铸造机模具安装结构 为了模具水平开模需要，低压铸造机都具有安装在定模板上的四方向水平芯缸，与上模动模板及模具安装板形成六方向开模。由于气缸盖类铸件结构特殊，常常有难以出模的火花塞孔、排气孔等结构，这些部位因厚大致使热节十分集中，生产过程中废品率极高。为解决这一问题，许多厂家采用模具上加装水冷油缸斜抽芯或油缸驱动齿轮齿条抽斜销的形式，这就需要低压铸造机上要备有至少1 个液压接口。